本发明涉及电子通信技术领域， 特别涉及一种衰减器。

背景技术

衰减器 （例如： 压控衰减器）是一种应用于微波系统中的元件 ， 用作对 信号功率的衰减， 从而对系统输出功率起到控制和调节的作用。 假如基站以

40W功率发射，一般可以覆盖半径为 2Km的圓区域。当基站检测到接收终端（如 手机）离基站 2Km远时， 基站会满功率 （即 40W )发射， 以便接收终端能接收 到基站信号。 当基站检测到接收终端离基站比较近， 例如只有 100m距离， 基 站通过采用衰减器， 可以降低发射功率， 例如基站以 2W的功率发射， 接收终 端就能和基站保持联系， 这样， 接收终端就不会因输入功率过强而烧毁。

如图 1所示， 一种现有的压控衰减器， 由一个 3dB电桥和两个 PIN二极 管组成。

发明人在实现本发明的过程中， 发现现有的衰减器至少存在以下缺点： 电压控制源 Vg控制 PIN管的阻值， 当 PIN管的阻值在 50欧姆时， 衰减 量是最大的， 如果当 PIN管的阻值在 50欧姆附近时， 由于器件工艺或高低温 等原因， 容易导致阻值有一些微小改变， 衰减量就会加速改变， 电路很敏感， 衰减量变化不稳定， 从而导致电路可靠性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种衰减器， 通过采用平衡结构， 衰减量随着放大管 源漏极的电压增大而增大， 衰减量变化比较稳定， 从而提高了电路的可靠性。

本发明的实施例采用如下技术方案：

一种衰减器， 包括第一 3dB电桥， 第二 3dB电桥， 及放大管组， 其中， 所述放大管组包括第一放大管和第二放大管， 所述第一放大管的漏极与第一 3dB电桥的第一输出端相连，所述第一放大管的 源极与第二 3dB电桥的第一输 入端相连， 所述第二放大管的漏极与第一 3dB 电桥的第二输出端相连， 所述 第二放大管的源极与第二 3dB电桥的第二输入端相连；

其中， 所述第一 3dB电桥和所述第二 3dB电桥分别设置有隔离电阻， 所 述隔离电阻用于吸收功率；

所述第一放大管和第二放大管的栅极分别与同 一电压源或具有相同电压 的不同电压源相连。

一种可变增益放大器， 包括衰减器， 第一放大器， 以及第二放大器， 所 述衰减器包括第一 3dB电桥， 第二 3dB电桥， 及放大管组， 其中， 所述放大 管组包括第一放大管和第二放大管， 所述第一放大管的漏极与第一 3dB 电桥 的第一输出端相连， 所述第一放大管的源极与第二 3dB 电桥的第一输入端相 连， 所述第二放大管的漏极与第一 3dB 电桥的第二输出端相连， 所述第二放 大管的源极与第二 3dB电桥的第二输入端相连；

其中， 所述第一 3dB电桥和所述第二 3dB电桥分别设置有隔离电阻， 所 述隔离电阻用于吸收功率；

所述第一放大管和第二放大管的栅极分别与同 一电压源或具有相同电压 的不同电压源相连；

所述第一放大器的输入端与所述衰减器的第一 放大管的源极相连， 所述 第一放大器的输出端与所述衰减器的第二 3dB 电桥的第一输入端相连， 所述 第二放大器的输入端与所述衰减器的第二放大 管的源极相连， 所述第二放大 器的输出端与所述衰减器的第二 3dB电桥的第二输入端相连。

一种通信设备， 包括衰减器， 以及放大器， 所述衰减器包括第一 3dB 电 桥， 第二 3dB 电桥， 及放大管组， 其中， 所述放大管组包括第一放大管和第 二放大管， 所述第一放大管的漏极与第一 3dB 电桥的第一输出端相连， 所述 第一放大管的源极与第二 3dB 电桥的第一输入端相连， 所述第二放大管的漏 极与第一 3dB电桥的第二输出端相连， 所述第二放大管的源极与第二 3dB电 桥的第二输入端相连；

其中， 所述第一 3dB电桥和所述第二 3dB电桥分别设置有隔离电阻， 所 "' Q"

述隔离电阻用于吸收功率；

所述第一放大管和第二放大管的栅极分别与同 一电压源或具有相同电压 的不同电压源相连；

所述放大器， 用于将衰减器输出的信号进行放大。

上述技术方案中具有如下的优点： 在本发明的实施例中， 通过采用具有 90度相位差的 3dB电桥和放大管组 组成一个平衡结构， 放大管的源、 漏极是串联到两个 3dB 电桥之间的信号通 道上， 衰减量随着两个放大管的阻抗增大而增大， 衰减量变化比较平稳， 从 而提高了电路的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍， 显而易见地， 下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为现有的衰减器的示意图；

图 2为本发明一种衰减器的实施例的示意图；

图 3为本发明一种衰减器的实施例的衰减曲线示� �图；

图 4为本发明实施例中， 采用 LANGE耦合器的衰减器的示意图； 图 5为本发明实施例中， 采用等功分器的衰减器的示意图；

图 6为本发明实施例中， 采用 1 /4波长的定向耦合器的衰减器的示意图; 图 7为本发明实施例中， 采用分支线结构的衰减器的示意图；

图 8为本发明实施例中， 放大管栅极和漏极短接的衰减器的示意图； 图 9为本发明实施例中， 放大管栅极和源极短接的衰减器的示意图； 图 1 0为本发明实施例中， 多个放大管并联的衰减器的示意图；

图 1 1为本发明实施例中， 多个放大管串联的衰减器的示意图； 图 12为本发明实施例中， 另一种多个放大管串联的衰减器的示意图； 图 1 3为本发明一种可变增益放大器的实施例的示� �图； 图 14为本发明一种通信设备的实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 ， 都属于本发明保护的范围。

如图 2所示， 本发明的实施例提供一种衰减器， 包括第一 3dB电桥 1， 第 二 3dB电桥 2， 及放大管组， 其中， 所述放大管组包括第一放大管 3和第二放 大管 4， 所述第一放大管 3的漏极与第一 3dB电桥 1的第一输出端 11相连， 所述第一放大管 3的源极与第二 3dB电桥 2的第一输入端 21相连， 所述第二 放大管 4的漏极与第一 3dB电桥 1的第二输出端 11相连， 所述第二放大管的 4源极与第二 3dB电桥 2的第二输入端 22相连；

其中，所述第一 3dB电桥 1和所述第二 3dB电桥 2分别设置有隔离电阻 5， 所述隔离电阻 5用于吸收功率；

所述第一放大管和第二放大管的栅极分别与同 一电压源 6 或具有相同电 压的不同电压源相连。

所述第一 3dB 电桥可以为， 当从输入端输入信号时， 第一输出端和第二 输出端输出的信号功率相等，第一输出端的相 位超前第二输出端的相位 90度， 并且设置有隔离电阻用于吸收功率的电桥网络 。

所述第二 3dB 电桥可以为， 当第一输入端和第二输入端端输入的信号功 率相等， 第二输入端的相位超前第一输入端的相位 90度时， 从输出端输出的 信号的功率为第一输入端和第二输入端输入的 信号的功率的叠加， 并且设置 有隔离电阻用于吸收功率的电桥网络。

所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以为设置有匹配电阻的功分器或耦 合器。 在芯片里， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以采用 1 /4波长微带 线或 3/4波长微带线来实现， 例如： l ange (兰格） 3dB耦合器、 二等分功分 器（Wi l k i nson ) 配合 1 /4波长线 （或 3/4波长线）、 分支线结构的功分器、 定向耦合器。 所述波长对应的频率可以为衰减器的工作频段 中的某一频点， 例如： 1 /4 波长线对应的频点可以为工作频段的中心频点 ， 如工作频段为 20-40GHZ , 那 1 /4波长线对应的频点应按 30GHZ来设计。

所述衰减器可以为压控衰减器。

在本发明的实施例中， 通过采用具有 90度相位差的 3dB电桥和放大管组 组成一个平衡结构， 放大管的源、 漏极是串联到两个 3dB 电桥之间的信号通 道上， 衰减量随着两个放大管的阻抗增大而增大， 衰减量变化比较平稳， 从 而提高了电路的可靠性。

如图 3所示， 放大管源漏阻抗 R (横轴， 单位为： Ω )和衰减值（纵轴， 单位为： dB ) 的曲线关系图， 衰减值随放大管源漏阻抗 R 的增大而增大， 变 化平稳。

进一步地， 因为两个支路的放大管具有相同的特性， 所述第一放大管和 第二放大管的栅极分别与同一电压源或具有相 同电压的不同电压源相连， 使 得放大管具有相同的电压， 配合 90度相位差的 3dB电桥， 无论放大管源漏极 的阻抗是多少， 衰减器的输入端的阻抗都为匹配电阻阻值， 匹配良好。

进一步地， 当衰减量越来越大时， 信号功率可以主要由 3dB 电桥的隔离 电阻吸收， 这样有利于散热设计， 进一步提高电路可靠性。

在上述的实施例中， 进一步地， 所述第一放大管和第二放大管的栅极与 电压源之间可以连接有电阻。

另外， 所述的 "相连" 可以为直接连接， 实现电气连接； 也可以为通过 其他电子器件连接， 实现电气连接。 所述隔离电阻的阻值为匹配电阻阻值， 精度可以在 40%以内， 如在无线通信系统里， 匹配电阻为 50 Ω 。

如图 4所示， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以分别为两个耦合器， 所述第一输出端为耦合器 A的耦合端 （图中端口 2 )， 所述第二输出端为耦合 器 A的直通端 （图中端口 3 )， 所述隔离电阻连接在耦合器 A和耦合器 B的隔 离端 （图中耦合器 A的端口 4和耦合器 B的端口 2 ); 所述第一输入端为耦合 器 B的直通端 （图中耦合器 B的端口 1 ) , 所述第二输入端为耦合器 B的耦合 端 （图中耦合器 B的端口 4 )。

衰减器的衰减量： S21=2 01 og (l -R/ (R+2Zo) )， 其中 R为放大管源漏极间 的阻抗， 在衰减器应用于通信系统时， Zo为 50欧姆。

所述的耦合器可以采用两输出（或输入）有 90度相位差的， 功率等分的耦 合器， 例如： Lange 3dB耦合器。 如图 4所示， 信号从端口 1输入， 端口 2 (耦 合端）和端口 3 (直通端） 的功率相等， 相位相差 90度。

如图 4所示， 左侧的耦合器 A端口 1的功率在幅度上被等分成两部分， 它们到达端口 2和端口 3时存在 90度的相位差， 如果连接两个耦合器的两个 信号通道上的放大管没有把功率反射回去， 则端口 4 没有输出功率。 右侧的 耦合器 B通过引入 90度附加相移， 使两路输出信号恢复同相， 然后将它们的 功率合成起来。 如果连接两个耦合器的两个信号通道上的放大 管因为阻抗不 匹配， 把功率反射回去， 由耦合器 A的端口 3反射回去的信号和耦合器 A的 端口 1反射回去的信号相差 180度， 功率相等， 所以会相抵销， 总功率为 0， 即没有输出功率， 而在耦合器 A的端口 4， 则刚相反， 两路反射信号相位差 0 度， 功率相等， 所以， 两路的反射信号都由端口 4 的电阻吸收。 所以， 当两 个放大管的阻抗增大， 衰减量增大时， 信号功率主要由两个隔离电阻吸收， 这样有利于散热设计， 提高电路可靠性。

如图 4所示， 所述耦合器 A和耦合器 B可以都采用 LANGE 3dB耦合器。 如图 5所示， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以分别为两个等功分 器， 左侧等功分器的两路输出信号中的一路连接有 1 /4波长线 （或 3/4波长 线）， 将一路输出信号延长 1 /4波长（或 3/4波长）， 实现了两路输出信号到 达放大管漏极时， 信号相位差 90度； 右侧等功分器的两路输入信号中的一路 连接有另一 1 /4波长线 (或 3/4波长线）， 将一路输入信号延长 1 /4波长 (或 3/4波长）， 所述两个 1 / 4波长线 （或 3/4波长线）分别位于连接两个耦合器 的两个信号通道上， 实现了两路输入信号到达右侧等功分器时， 信号相位相 等。

如图 6所示， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以分别为两个定向耦 合器， 1 /4波长或 3/4波长定向耦合器也具有两输出 （或输入）功率等分， 相位差 90度的特性。

如图 Ί所示， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥可以分别为两个分支线 结构的功分器。

在上面的实施例中， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥所述采用的电路 形式是相同的。 除此之外， 所述第一 3dB电桥和第二 3dB电桥所采用的电路 形式也可以是不同的， 例如： 所述第一 3dB电桥采用 LANGE 3dB耦合器， 所 述第二 3dB电桥采用带有 1 /4波长线或 3/4波长线的等功分器； 或者， 所述 第一 3dB电桥采用带有 1 /4波长线或 3/4波长线的等功分器， 所述第二 3dB 电桥采用 1 /4波长或 3/4波长线的定向耦合器； 或者， 所述第一 3dB电桥采 用 1 /4波长或 3/4波长线的定向耦合器， 所述第二 3dB电桥采用分支线结构 的功分器等等， 前述实施例中第一 3dB电桥和第二 3dB电桥的各种电路实现 形式可以任意两两组合。

如图 8和图 9所示， 在本发明的另一实施例中， 所述第一放大管和第二 放大管的栅、 漏、 源极的之间也可以进行相连， 例如： 参见图 8， 第一放大管 和第二放大管的栅极和漏极短接； 参见图 9 , 第一放大管和第二放大管的栅极 和源极短接。 如图 1 0所示， 在本发明的另一实施例中， 所述放大管组还可以包括第三放 大管 7和第四放大管 8， 所述第三放大管 Ί的栅极与第一放大管 3的栅极相连， 所述第三放大管 7的源极与第一放大管 3的源极相连， 所述第三放大管 7的漏极 与第一放大管 3的漏极相连。 所述第四放大管 8的栅极与第二放大管 4的栅极相 连， 所述第四放大管 8的源极与第二放大管 4的源极相连， 所述第四放大管 8的 " O Q " 漏极与第二放大管 4的漏极相连。 可以看出， 所述第三放大管与第一放大管并联， 所述第四放大管与所述第 二放大管并联， 除了第三放大管和第四放大管之外， 还可以为第一和第二放 大管并联更多的放大管。 通过 ^电路上设置多个并联的放大管， 把输入功率 分配到并联的多个放大管上， 降低了单个放大管承受的功率， 提高了单个放 大管的可靠性； 另外， 随着管子的增加， 一起可以承担的总功率可以更高， 这样提高了衰减器可以承受的总功率。 如图 1 1所示， 在本发明的另一实施例中， 所述第三放大管 7和第四放大管 8 可以采用串联的方式分别与第一和第二放大管 相连， 如图中所示， 所述第三 放大管 7的漏极与第一放大管 3的源极相连， 所述第三放大管 7的源极与第二 3dB电桥 2的第一输入端 （在图中指的是耦合器 B的端口 1 )相连， 所述第四放 大管 8的漏极与第二放大管 4的源极相连， 所述第四放大管 8的源极与第二 3dB 电桥 2的第二输入端（在图中指的是耦合器 B的端口 4 )相连， 所述第一至第四 放大管的栅极可以分别与同一电压源或具有相 同电压的不同电压源相连， 所 述第三放大管 7和第四放大管 8与所述电压源之间可以进一步连接有电阻。 如 图 12所示， 所述第一和第二放大管的栅极分别与同一电压 源 A61或具有相同电 压的不同电压源相连， 所述第三至第四放大管的栅极分别与同一电压 源 B 62或 具有相同电压的不同电压源相连， 电压源 A和电压源 B的的电压值可以不一致。 另外， 可以对该电压源 A61和电压源 B62设定不同的固定值， 通过打开或关闭 该两电压源， 可以得到不同组合的固定衰减值， 打开或关闭该两电压源可以 通过输出高低电平的数字控制电路实现。 所述第三放大管 7和第四放大管 8与所述电压源 B62之间可以连接有电阻。 可以看出， 所述第三放大管与第一放大管串联， 所述第四放大管与所述第 二放大管串联， 除了第三放大管和第四放大管之外， 还可以为第一和第二放 大管串联更多的放大管， 通过 ^电路上设置多个串联的放大管， 可以增加衰 减器的衰减范围， 例如： 在连接两个耦合器的两个信号通道上各只有一 个放 大管，并且衰减范围只有 1 0dB时，在串联多一个放大管后，总衰减范围为 20dB， 为两个放大管衰减范围的叠加。 如图 1 3所示， 在本发明还提供一种可变增益放大器的实施例 ， 所述可变增 益放大器包括衰减器， 第一放大器 91和第二放大器 92。 所述衰减器为前述实 施例中的衰减器， 此处不再介绍。

所述第一放大器 91的输入端与衰减器的第一放大管 3的源极相连， 所述 第一放大器 91的输出端与衰减器的第二 3dB电桥 2的第一输入端（在图中指 的是端口 1 )相连， 所述第二放大器 92的输入端与衰减器的第二放大管 4的 源极相连， 所述第二放大器 92的输出端与衰减器的第二 3dB电桥 2的第二输 入端 （在图中指的是端口 4)相连。

通过在连接两个 3dB 电桥的两个信号通道上增加放大器， 放大器的增益 是恒定的， 通过调节衰减器的衰减量， 使整个电路的增益发生变化， 实现可 变增益放大器。

如图 14所示， 本发明还提供一种通信设备的实施例， 所述通信设备包括 衰减器 81和放大器 82。所述衰减器为前述实施例中的衰减器，此� ��不再介绍。

所述放大器 82， 用于将衰减器输出的信号进行放大。

所述通信设备可以为 GSM (Global System of Mobile communications , 全球移动通信系统） 基站、 或 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) , 宽带码分多址）基站、 或 LTE (Long Term Evolution, 长期演进）基 站、 或 TD-SCDMA ( Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access, 分时-同步分码多工存取）基站、 或通信终端 （例如： 手机终端）、 或电台、 或雷达、 或点对点通信系统（例如： ODU (OutDoor Unit, 室外设备 单元））。 以上所述仅为本发明的几个实施例， 本领域的技术人员依据申请文件公 开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱 离本发明的精神和范围。